本發(fā)明涉及離心風機，尤其涉及一種離心風機葉片的設計方法和離心風機。

背景技術：

1、離心風機是一種依靠輸入的機械能來提高氣體壓力并排送氣體的機械，內(nèi)部輸送介質(zhì)為一般氣體，在運行過程中會產(chǎn)生大量損失和噪聲。其中損失主要為流動損失，流動損失包括摩擦損失和漩渦損失，這是因為氣體具有粘性，氣體流過離心風機的葉輪流道時，會由于粘性作用受到葉片摩擦阻力，在邊界層產(chǎn)生摩擦損失；同時氣體在受離心風機內(nèi)部流道結構影響時，氣體的內(nèi)部流層之間也會產(chǎn)生相對運動和流動阻力，造成漩渦損失和摩擦損失。另外，葉輪作為離心風機的活動部件，是影響離心風機氣動和噪聲性能的重要因素，因此對葉輪葉片進行優(yōu)化能夠有效改進離心風機的工作效率和噪聲，提高離心風機性能。

技術實現(xiàn)思路

1、本說明書的實施例提供了一種離心風機葉片的設計方法和離心風機，旨在解決上述問題以及其他潛在的問題中的一個或多個。

2、為實現(xiàn)上述目的，提供以下技術方案：

3、根據(jù)本說明書的第一方面，提供了一種離心風機葉片的設計方法，所述離心風機包括若干主葉片，相鄰的所述主葉片之間設有分流葉片，方法包括：

4、獲取所述主葉片的輪廓線參數(shù)，基于所述輪廓線參數(shù)利用doe算法生成多組初始分流葉片參數(shù)；所述初始分流葉片參數(shù)包括類函數(shù)參數(shù)和形函數(shù)參數(shù)；

5、基于多組所述初始分流葉片參數(shù)構建多組初始分流葉片模型；

6、將多組所述初始分流葉片模型分別與所述離心風機的主葉片模型仿真組合，對組合而成的各個仿真離心風機進行氣動性能評估得到氣動性能最優(yōu)的仿真離心風機所對應的初始分流葉片模型，將其作為最終的分流葉片模型。

7、本說明書實施例的離心風機葉片的設計方法，通過在離心風機的主葉片之間增設分流葉片來抑制離心風機內(nèi)部復雜流動的產(chǎn)生，減少氣流分離和渦流，降低氣體流動損失，同時減少局部過大的流速，氣流更加均勻，提高離心風機工作效率降低噪聲。分流葉片通過cst參數(shù)化方法模擬設計，模擬過程靈活便捷，并對模擬的分流葉片和主葉片組合而成的離心風機進行氣動性能評估，得到氣動性能較好的離心風機葉片，提高離心風機的工作性能。

8、在一些實施例中，獲取所述主葉片的輪廓線參數(shù)，基于所述輪廓線參數(shù)利用doe算法生成多組初始分流葉片參數(shù)，包括：

9、獲取所述主葉片的輪廓線，使用cst參數(shù)化方法參數(shù)化所述輪廓線，所述葉片參數(shù)化公式如下：

10、

11、ξt＝δξte/c

12、ψ＝x/c，ξ＝z/c

13、其中，ξ(ψ)表示葉片函數(shù)，表示類函數(shù)，n1和n2決定葉片的種類，s(ψ)表示形函數(shù)，x表示橫坐標，z表示縱坐標，c表示葉片弦長，δξte表示葉片后緣厚度；

14、基于所述主葉片的類函數(shù)參數(shù)確定所述初始分流葉片的類函數(shù)參數(shù)n1和n2；

15、通過伯恩斯坦多項式表示所述初始分流葉片的形函數(shù)s(ψ)，公式如下：

16、

17、其中，bpn表示伯恩斯坦多項式，n表示伯恩斯坦多項式的階數(shù)，ai表示形函數(shù)參數(shù)；

18、利用doe算法隨機生成多組所述形函數(shù)參數(shù)ai，將多組所述初始分流葉片的形函數(shù)參數(shù)ai分別與所述初始分流葉片的類函數(shù)參數(shù)組合，生成多組初始分流葉片參數(shù)。

19、在一些實施例中，所述初始分流葉片的弦長小于所述主葉片的弦長。

20、在一些實施例中，還包括：將以所述初始分流葉片參數(shù)構建的所述初始分流葉片模型輸入近似模型，預測得到更多的初始分流葉片模型。

21、在一些實施例中，還包括：通過精度檢驗公式驗證所述近似模型預測得到的初始分流葉片模型的精確性。

22、在一些實施例中，對組合而成的各個仿真離心風機進行氣動性能評估得到氣動性能最優(yōu)的仿真離心風機所對應的初始分流葉片模型，包括：以多目標優(yōu)化算法獲取所述初始分流葉片模型的帕累托最優(yōu)解集，得到氣動性能最優(yōu)的離心風機所對應的初始分流葉片模型。

23、在一些實施例中，所述多目標優(yōu)化算法以離心風機的靜壓和靜壓效率作為優(yōu)化目標。

24、在一些實施例中，將多組所述初始分流葉片模型分別與所述離心風機模型組合時，所述初始分流葉片位于所述離心風機的主葉片的流道中央。

25、根據(jù)本說明書的第二方面，提供了一種離心風機，包括葉輪前盤和葉輪后盤、設在所述葉輪前盤和所述葉輪后盤之間的電機和若干主葉片，所述葉輪前盤的進氣口設有集流器，所述主葉片之間設有分流葉片，所述分流葉片基于上述離心風機葉片的設計方法設計得到。

26、在一些實施例中，所述分流葉片設在所述主葉片之間的流道中央。

技術特征：

1.一種離心風機葉片的設計方法，其特征在于，所述離心風機包括若干主葉片，相鄰的所述主葉片之間設有分流葉片，方法包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取所述主葉片的輪廓線參數(shù)，基于所述輪廓線參數(shù)利用doe算法生成多組初始分流葉片參數(shù)，包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始分流葉片的弦長小于所述主葉片的弦長。

4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括：將以所述初始分流葉片參數(shù)構建的所述初始分流葉片模型輸入近似模型，預測得到更多的初始分流葉片模型。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括：通過精度檢驗公式驗證所述近似模型預測得到的初始分流葉片模型的精確性。

6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，對組合而成的各個仿真離心風機進行氣動性能評估得到氣動性能最優(yōu)的仿真離心風機所對應的初始分流葉片模型，包括：以多目標優(yōu)化算法獲取所述初始分流葉片模型的帕累托最優(yōu)解集，得到氣動性能最優(yōu)的離心風機所對應的初始分流葉片模型。

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述多目標優(yōu)化算法以離心風機的靜壓和靜壓效率作為優(yōu)化目標。

8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，將多組所述初始分流葉片模型分別與所述離心風機模型組合時，所述初始分流葉片位于所述離心風機的主葉片的流道中央。

9.一種離心風機，包括葉輪前盤(1)和葉輪后盤(2)、設在所述葉輪前盤(1)和所述葉輪后盤(2)之間的電機(3)和若干主葉片(4)，所述葉輪前盤(1)的進氣口設有集流器(11)，其特征在于，所述主葉片(4)之間設有分流葉片(5)，所述分流葉片(5)基于權利要求1所述的方法設計得到。

10.根據(jù)權利要求9所述的離心風機，其特征在于，所述分流葉片設在所述主葉片之間的流道中央。

技術總結
本說明書涉及離心風機技術領域，涉及一種離心風機葉片的設計方法和離心風機，方法包括獲取離心風機的主葉片的輪廓線參數(shù)，基于輪廓線參數(shù)生成多組初始分流葉片；將多組初始分流葉片分別與離心風機組合，對組合而成的各個離心風機進行氣動性能評估，得到氣動性能最優(yōu)的離心風機所對應的初始分流葉片，將該初始分流葉作為分流葉片與離心風機組合；離心風機包括葉輪前盤和葉輪后盤、設在葉輪前盤和葉輪后盤之間的電機和若干主葉片，葉輪前盤的進氣口設有集流器，主葉片之間設有分流葉片，分流葉片基于上述方法設計得到。本說明書實施例的方法和離心風機改善了離心風機內(nèi)部的流動結構，降低了離心風機的流動損失和氣動噪聲，離心風機的性能更好。

技術研發(fā)人員：李一棋,彭嘉昊,黃慶,俞鑫磊,鄭水華
受保護的技術使用者：浙江工業(yè)大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26